Sicherheitsrisiken von LPWAN-Technologien und wie man sie entschärft

Stromsparende Wide Area Networks (LPWAN) erfreuen sich aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten im IoT und Maschine-zu-Maschine (M2M) Kommunikation. Da in diesen Netzen enorme Mengen an sensiblen Daten verarbeitet werden, ist die Sicherheit bei der Entwicklung von LPWAN-Netzen zu einem wichtigen Thema geworden. In diesem Artikel werden wir kurz einige der üblichen Angriffe auf LPWAN-Netze und die verschiedenen Maßnahmen zur Eindämmung solcher Netze erörtern. 

Allgemeine Angriffe und Risiken für LPWAN-Netze 

Mit der raschen Verbreitung von LPWAN-Netzen wird die Sicherheit zu einem wichtigen Anliegen, da das Informationsvolumen und die Zahl der Endnutzer zunehmen. Hier werden wir zunächst einige der üblichen Angriffe auf LPWAN- und IoT-Netzwerke im Allgemeinen erörtern. 

Diese Angriffe zielen darauf ab, sensible Informationen im Netz zu belauschen oder zu manipulieren. Ein weiteres Ziel der Angreifer ist es, die Kontrolle über das System zu erlangen. Lassen Sie uns nun einige der Angriffsjargons in LPWAN-Netzen untersuchen. 

Eine wichtige Angriffsart ist die Kompromittierung von Geräten und Netzwerkschlüsseln. Hier würde sich ein Angreifer in das Netzwerk einschleusen, um Netzwerk- und Geräteschlüssel offenzulegen und auszunutzen. Sobald diese Schlüssel kompromittiert und ausgenutzt wurden, verliert der echte Benutzer seine Verbindung zum Netzwerk. Dieser Angriff kann in Netzwerken mit weniger leistungsfähigen Passwörtern besonders auffällig sein. Als Alternative zu Passwörtern können Entwickler von IoT-Netzwerken die Verwendung von Zugangstoken in Betracht ziehen, die wesentlich sicherer sind als allgemeine Passwörter und Schlüssel. 

Störangriffe sind eine weitere bekannte Angriffsart in LPWAN-Netzen. Normalerweise wird dies manchmal von verschiedenen Regulierungsbehörden wie der Regierung beabsichtigt. Ein Angreifer kann jedoch ein starkes Funksignal aussenden, das die Datenübertragung unterbricht. IoT-Geräte und Anwendungen. Dies lässt sich feststellen, wenn die Geräte in einem Netz plötzlich gleichzeitig ausfallen. Im Falle von LPWAN-Technologien sind diese Angriffe besonders ausgeprägt bei LoRaWAN-Geräteda es möglich ist, mit handelsüblicher LoRa-Hardware einen Störangriff auf LoRa-Geräte zu unternehmen. 

Ein Angreifer kann eine Reihe von gültigen Datenübertragungen über das LPWAN-Netz erneut senden oder wiederholen, um die Netzressourcen zu erschöpfen. Diese Angriffe werden als Replay-Angriffe bezeichnet. Der Hauptgrund für diese Angriffe ist die Ausschöpfung der Netzressourcen und das Eindringen in das Netz unter Verwendung früherer Nachrichten und Handshakes. Dies ist jedoch kein einfacher Angriff. Um diesen Angriff auszuführen, muss der Angreifer die Kommunikationsfrequenzen und -kanäle kennen, um auf Daten im Netz zugreifen zu können. Daher sind diese Angriffe in LPWAN-Netzen weniger verbreitet. 

Ein Wurmlochangriff ist ein Angriff, bei dem ein Angreifer die Datenpakete eines Geräts im Netz abfängt und an ein anderes Gerät im Netz weiterleitet. Im Vergleich zu einem Replay-Angriff ist dies ein einfacher Angriff, der ohne vorherige Kenntnis der kryptografischen Mechanismen des Netzwerks durchgeführt werden kann. 

Sicherheitsmerkmale in verschiedenen LPWAN-Technologien 

Nachdem wir nun einige der allgemeinen Arten von Angriffen auf LPWAN-Netze untersucht haben, wollen wir nun einige der Sicherheitsmerkmale der LPWAN-Technologien untersuchen. 

1. LoRaWAN-Sicherheitsmerkmale 

LoRaWAN ist eine beliebte LPWAN-Technologie, die in zahlreichen IoT-Anwendungen eingesetzt wird. LoRaWAN-Netzwerke werden mit der Verschlüsselungsmethode AES-128 verschlüsselt. Diese Verschlüsselungsmethode ist für die Gewährleistung der mehrschichtigen Sicherheit verantwortlich. 

Die Sicherheit von LoRaWAN wird durch seine Aktivierungsmethoden gewährleistet. Diese Aktivierungsmethoden gewährleisten die Verbindung gültiger Geräte mit dem LoRaWAN-Netz. Die Over-the-Air-Aktivierung (OTAA) liefert Sitzungsschlüssel, die sich jedes Mal ändern, wenn das Gerät wieder mit dem Netzwerk verbunden wird. Dies verhindert potenzielle Sicherheitsrisiken und Bedrohungen. Darüber hinaus werden LoRaWAN-Uplink-/Downlink-Nachrichtenzähler eingesetzt, um Wiederholungsangriffe zu bekämpfen. Außerdem speichern LoRaWAN-Geräte Sicherheitsdaten in Hardware, die schwer zu manipulieren und zugänglich ist. Insgesamt sorgen die LoRaWAN-Sicherheitsfunktionen für eine sichere Netzwerkverbindung, allerdings sind diese Netzwerke anfällig für Störangriffe, Kompromittierung von Geräte- und Netzwerkschlüsseln, Replay-Angriffe und Wurmloch-Angriffe. 

2. Sigfox-Sicherheitsmerkmale 

Im Gegensatz zu LoRaWAN, Sigfox gilt als die sicherere Option unter den LPWAN-Technologien. Ein interessantes Sicherheitsmerkmal von Sigfox ist seine eingebaute Firewall. Diese schränkt bösartige Geräte und Angreifer ein, die sich in das Netzwerk einschleusen. Dadurch wird auch sichergestellt, dass die relevanten Geräteknoten nur die benötigten Informationen erhalten und somit unnötiger Datenverkehr zu den Endgeräten vermieden wird. Darüber hinaus erhalten Sigfox-Geräte bei der Herstellung einen eindeutigen symmetrischen Authentifizierungsschlüssel, was die Kompromittierung von Geräten einschränkt. Schließlich sorgt die Sigfox-Architektur für die Vermeidung von Wiederholungsangriffen und gewährleistet eine sichere Datenauthentifizierung. 

Im Gegensatz zu LoRaWAN-Geräten verfügen Sigfox-Geräte außerdem nicht über einen OTA-Mechanismus, was zusätzliche Risiken und Bedrohungen verringert. Allerdings bietet Sigfox dem Nutzer die Flexibilität, einen geeigneten Verschlüsselungsmechanismus zu wählen, was das Risikoniveau im Netzwerk erhöhen kann. 

3. NB-IoT-Sicherheitsmerkmale 

NB-IoT ist eine zellbasierte LPWAN-Technologie, die die Authentifizierungs- und Verschlüsselungsmechanismen der zellularen Kommunikationstechnologien übernimmt. Außerdem kann sie als die sicherste LPWAN-Technologie angesehen werden, abgesehen von LTE-M eine weitere zellbasierte LPWAN-Technologie. Im Gegensatz zu LoRaWAN und Sigfox arbeitet NB-IoT im lizenzierten Frequenzspektrum, was es aufgrund der Vorschriften weniger anfällig für Angriffe durch Unbefugte macht. Da die Netzkommunikation von den Netzbetreibern übersehen wird, bieten sie zudem zusätzliche sichere Kommunikationskanäle. Virtuelle private Netzwerke (VPNs) sind eine beliebte Option in zellularen IoT-Netzwerken.  

Schließlich verwendet das NB-IoT-Netz Non-IP Data Delivery (NIDD), das es einem Gerät ermöglicht, Daten ohne IP-Stack an das Netz zu senden. Dadurch ist das Gerät über seine IP-Adresse und Header im Netzwerk nicht auffindbar. 

Allgemeine Strategien zur Abschwächung von IoT-Sicherheitsrisiken in Ihrem Entwurf 

Wir haben kurz verschiedene Sicherheitsbedrohungen und -risiken erörtert, die in LPWAN-Netzen auftreten. Außerdem haben wir einige der wichtigsten Sicherheitsmerkmale der verschiedenen LPWAN-Technologien besprochen. Trotz dieser Sicherheitsmerkmale in verschiedenen Technologien sollten wir einige allgemeine Tipps beachten, um Sicherheitsrisiken und Bedrohungen für unser Netzwerk zu vermeiden. 

Der erste allgemeine Tipp ist, Ihre Designverbindung mit Hilfe geeigneter Verschlüsselungsmechanismen und gegebenenfalls Firewalls zu sichern. Je nach Design können Sie sogar eine hardwarebasierte Firewall in Erwägung ziehen. Außerdem ist es immer wichtiger, proaktiv als reaktiv zu sein. Stellen Sie daher sicher, dass Sie vor der Einführung eine angemessene Risikobewertung Ihres Entwurfs vornehmen und die Informationen, die der Endgeräte des LPWAN-Netzes gesammelt werden. Schließlich sollten Sie dem Netz einige Redundanzen hinzufügen, indem Sie ein zweites Netz einrichten. Dies wird die Sicherheit des gesamten Netzes erhöhen, würde jedoch erhebliche Kosten verursachen. 

Schlussfolgerung 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass trotz der Vorteile von LPWAN-Netzen die Sicherheit ein wesentlicher Faktor in IoT-Netzen ist. Dies ist vor allem in Netzen, die mit sensiblen Informationen arbeiten, von entscheidender Bedeutung. Um den größtmöglichen Nutzen aus LPWAN-Netzwerken zu ziehen, ist ein höheres Maß an Sicherheit erforderlich. Sorgen Sie daher dafür, dass Ihr LPWAN-Netz mit einem zusätzlichen Sicherheitselement ausgestattet wird.